Упорный подшипник скольжения

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в подшипниковых узлах насосов, турбин, компрессоров. Упорный подшипник скольжения ротора насоса включает установленные в корпусе с обеих сторон упорного диска ротора насоса опорные обоймы, состоящие из основания, сепаратора, ограничивающего перемещение сегментов в тангенциальном направлении, установленных в него сегментов, имеющих осевой упор, пружин, индивидуально поджимающих каждый сегмент к упорному диску индивидуальной пружиной через подвижное сферическое шарнирное соединение с возможностью передачи усилия в центр давления гидродинамического клина при любом характере вращения упорного диска ротора, включая прецессию. Технический результат: формирование устойчивого масляного гидродинамического клина и снижении контактных напряжений в паре «вкладыш - сферический упор» за счет увеличенной площади контакта, и следовательно, и повышение ресурса подшипника. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к машиностроению, преимущественно к насосостроению, и предназначено для использования в качестве самоустанавливающегося упорного подшипника ротора динамических насосов, работающих при высокой частоте вращения (n=1500…3000 об/мин) и высокой удельной нагрузке (q ≥ 20 кгс/см2) переменного направления.

Известны упорные подшипники скольжения с самоустанавливающимися сегментами (аналоги), содержащие выравнивающие устройства опор сегментов, распределяющие равномерно нагрузку в виде цилиндрических и сферических шарниров или с автоматическим выравниванием нагрузки (см. книгу В.А. Вознесенский, В.И. Дьяков «Расчет и проектирование опор скольжения», Москва, «Машиностроение», 1980 г., стр. 153…157).

Основным недостатком этих упорных подшипников является трудность достижения распределения усилия на сегменты и сложность изготовления самих выравнивающих высокоточных устройств, из-за чего большее распространение, например, в насосостроении получили выравнивающие устройства в виде упруго-деформируемых опорных пластин.

Так в упорном подшипнике скольжения (патент RU 2459984 С1 Опуб. 27.08.2012, ЗАО «Уральский турбинный завод, автор Г.М. Марченко) поставленная задача достигается тем, что упорный подшипник скольжения ротора турбины мощностью более 25МВт, работающий с удельной нагрузкой q ≥ 20 кгс/см2 и с высокой частотой вращения (n ≥ 3000 об/мин), включает самоустанавливающиеся сегменты, каждый из которых имеет осевой упор, обойму с каналами подвода масла и радиальными упорами для сегментов, основание, пружины и установочную прокладку, причем пружины выполнены в виде плоского многогранника, установлены под каждым сегментом индивидуально, симметрично относительно упора сегмента и с монтажным зазором в обойме. Такая конструкция обеспечивает самоустановку сегмента в направлении вращения упорного диска ротора, но если при вращении ротора имеет место прецессия, то пружина в виде плоского многогранника не будет отслеживать изменение зазора между упорным диском и сегментом.

Задачей заявляемого изобретения является выполнение опоры сегмента таким образом, чтобы несущая способность гидродинамического клина между сегментом и упорным диском обеспечивалась на всех режимах работы насоса, в том числе и при появлении прецессии ротора.

Предлагается упорный подшипник скольжения, который может быть применен как в горизонтальных, так и вертикальных исполнениях насосов, который включает установленные в корпусе с обеих сторон упорного диска ротора насоса опорные обоймы с самоустанавливающимися сегментами, изготовленными с антифрикционным покрытием или изготовленными из антифрикционного материала, каждый из сегментов имеет осевой упор, опирающийся на подвижный вкладыш с сопряженной сферической поверхностью, который в свою очередь опирается на пружину, установленную в основании обоймы. Сегменты установлены в сепаратор с упорами для сегментов в направлении вращения упорного диска ротора. Сепаратор монтируется на основании. Пружины тарельчатые (волновые, плоские ступенчатые), установленные в основании обоймы, передают через подвижные вкладыши усилие от их сжатия по оси центра давления сегмента, изменяющего свое положение при вращении ротора, обеспечивая создание несущего гидродинамического масляного клина между сегментами подшипника и упорным диском ротора. Смазка подшипника циркуляционная, с полным заполнением маслом полости корпуса подшипника, обеспечивается внешним маслонасосом.

Технический результат: создание двухстороннего упорного подшипника, в котором тарельчатые (волновые, плоские ступенчатые) пружины обеспечивают самоустановку сегментов подшипника относительно поверхности упорного диска ротора, обеспечивая при вращении ротора формирование устойчивого масляного гидродинамического клина и выполнение подшипником его функций при работе агрегата на различных режимах вращения ротора с минимальным износом контактных поверхностей сегментов.

При осуществлении предлагаемого изобретения могут быть получены следующие результаты:

- поджатие каждого сегмента к упорному диску всей поверхностью независимо от вида вращения упорного диска ротора, включая прецессию, снижает износ контактных поверхностей;

- в контактной паре «вкладыш - сферический упор» за счет увеличенной площади снижены контактные напряжения, а, следовательно, и износ.

На фиг. 1 изображен общий вид упорного подшипника скольжения; на фиг. 2 - обойма упорного подшипника с установленными в ней сегментами, вид на сегмент и его опорные элементы по сечению А-А и сечению Б-Б.

Упорный подшипник скольжения содержит корпус 1, гребень 2, опорные обоймы 3 и 4, основания 5, сепараторы 6, пружины 8, подвижные вкладыши 9, сегменты 10 с антифрикционным покрытием (или из антифрикционного материала), имеющие сферический упор 12, опорной крышки 13 и регулировочных колец 14 и 15.

Гребень 2 крепится на валу насоса. Основание 5 опорной обоймы 3 установлено и закреплено в корпусе 1, а основание 5 опорной обоймы 4 зафиксировано от вращения в корпусе 1 и поджимается крышкой 13. На основания 5 установлены сепараторы 6. Сепараторы 6 крепятся к основаниям 5 винтами 7 (Фиг. 1). В цилиндрические выточки в основаниях 5 помещаются индивидуальные тарельчатые (волновые, плоские ступенчатые) пружины 8, в отверстия в сепараторах 6, совмещенные с выточками в основании 5, устанавливаются с опорой на пружины 8 подвижные вкладыши 9 со сферическими впадинами, на которые опираются сферическими упорами 12, образуя шарнир, сегменты 10. Через вкладыши 9 усилие пружин передается на сегменты 10 (Фиг. 2).

Осевое усилие, действующее на ротор, через упорный диск 2, сегменты 10, вкладыши 9, пружины 8 в одном направлении передается на корпус 1, а при обратном действии - на крышку 13. Нужное усилие сжатия пружин обеспечивается за счет дообработки регулировочных колец 14 и 15. При сборке обоймы для удержания сегментов от выпадения могут быть использованы резьбовые отверстия 16 в сферических упорах 12 сегментов 10 и технологические винты, которые должны быть удалены при установке в корпус подшипника.

1. Упорный подшипник скольжения ротора насоса, включающий установленные в корпусе с обеих сторон упорного диска ротора насоса опорные обоймы, состоящие из основания, сепаратора, ограничивающего перемещение сегментов в тангенциальном направлении, установленных в него сегментов, имеющих осевой упор, пружин, индивидуально поджимающих каждый сегмент, отличающийся тем, что каждый сегмент поджимается к упорному диску индивидуальной пружиной через подвижное сферическое шарнирное соединение с возможностью передачи усилия в центр давления гидродинамического клина при любом характере вращения упорного диска ротора, включая прецессию.

2. Упорный подшипник скольжения по п. 1, отличающийся тем, что усилие поджатия сегментов к упорному диску ротора обеспечивается тарельчатыми, волновыми или плоскими ступенчатыми пружинами.

3. Упорный подшипник скольжения по п. 1, отличающийся тем, что сегменты могу быть изготовлены из антифрикционного материала, или с накладками из антифрикционного материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к подшипниковому устройству для поддержания вала, в частности короткого вала ротора газотурбинного двигателя и к газотурбинному двигателю. Кроме того, изобретение относится к способу поддержания вала, в частности короткого вала ротора газотурбинного двигателя.

Изобретение относится к упорным подшипникам, в частности к способам и системам равномерного распределения осевых нагрузок по несущей поверхности упорных подшипников.

Изобретение принадлежит к области машиностроения и может быть использовано в устройствах, содержащих ротор, который вращается, и хотя бы один упорный подшипник скольжения, который может быть как нереверсивным, так и реверсивным.

Изобретение относится к подшипникам, в частности к конструкциям двунаправленных упорных подшипников с самоустанавливающимися сегментами. Двунаправленный упорный подшипник со смещенной осью наклона опорных сегментов (12) содержит несущий кольцеобразный элемент (16), на котором имеется группа продольных выступов (20), направленных так, чтобы продольная ось каждого выступа проходила через центральную ось несущего элемента (16), при этом каждый из выступов (20) жестко прикреплен к несущему элементу (16).

Изобретение быть использовано при проектировании элементов стендового оборудования, предназначаемого для позиционирования гироприборов в процессе их точностных испытаний.

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к турбиностроению, и предназначено для использования в качестве самоустанавливающихся упорных подшипников роторов турбин, работающих при высокой частоте вращения (n 3000 об/мин) и высокой удельной нагрузке (q 20 кгс/см2).

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к спеченным антифрикционным изделиям на основе железа, и может быть использовано при изготовлении гидродинамических упорных подшипников скольжения, в частности осевых опор насосов и электродвигателей погружных центробежных и винтовых насосных агрегатов для добычи нефти.

Изобретение относится к упорным подшипникам, в частности к системам для равномерного распределения нагрузки между упорными колодками упорных подшипников. .

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к конструкциям упорных подшипников турбомашин и центробежных насосов, и может быть использовано на турбомеханизмах различных типов в качестве упорного подшипника или в качестве защитного упора для ротора, предохраняющего его от недопустимого осевого сдвига как в расчетных, так и в нерасчетных режимах.

Изобретение относится к магнитному подшипнику (1), предназначенному для ротационной установки, содержащей ротор (4). Магнитный подшипник (1), предназначенный для ротационной установки, имеющей ротор (4), и содержащий статорный магнитопровод (5), прикрепленный к неподвижному опорному компоненту (9) и содержащий по меньшей мере одну обмотку (6) и ферромагнитное тело (7), размещенные в защитной кольцеобразной опоре (8), которая прикреплена к неподвижному опорному компоненту (9) и оставляет незакрытой поверхность ферромагнитного тела (7) и поверхность указанной по меньшей мере одной обмотки (6), при этом указанная защитная кольцеобразная опора (8) имеет U-образное сечение с радиальной перемычкой (10) и внутренним и наружным осевыми выступами (11, 12).

Изобретение относится к газотурбинным двигателям с силовой свободной турбиной. Силовая турбина содержит статор с размещенным в нем роликоподшипником и установленный в роликоподшипнике вал ротора турбины с дисками турбины.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям с силовой свободной турбиной. Силовая турбина содержит статор с размещенным в нем роликоподшипником и установленный в роликоподшипнике вал ротора турбины с дисками турбины.

Изобретение относится к магнитному подшипнику (1), заключенному в кожух и предназначенному для ротационной установки, содержащей ротор (4). Магнитный подшипник (1) сдержит статорный магнитопровод (5), прикрепленный к неподвижному опорному компоненту (2), причем статорный магнитопровод (5) содержит по меньшей мере одну обмотку (6) и ферромагнитное тело (7), размещенные в металлическом защитном ограждении.

Изобретение относится к подшипниковому устройству для поддержания вала, в частности короткого вала ротора газотурбинного двигателя и к газотурбинному двигателю. Кроме того, изобретение относится к способу поддержания вала, в частности короткого вала ротора газотурбинного двигателя.

Система передачи мощности для турбомашины содержит передаточный вал, связанный с валом двигателя с помощью средств соединения и приводящий в действие оборудование или вспомогательные средства.

Система передачи мощности для турбомашины содержит передаточный вал, связанный с валом двигателя с помощью средств соединения и приводящий в действие оборудование или вспомогательные средства.

Изобретение относится к подшипнику качения, который пригоден, в частности, для использования в газовой турбине, например, в реактивном двигателе самолета и содержит упруго прикрепленное к части корпуса наружное кольцо.

Газотурбинный двигатель включает внешний кожух, канал для отвода выхлопных газов, охлаждающий канал, панельную структуру и воздуховод. Канал для отвода выхлопных газов расположен внутри внешнего кожуха и содержит внешнюю и внутреннюю стенки канала, формирующие кольцевой проход и распложенные радиально внутрь от внешнего кожуха.

Изобретение относится к раздельному турбокомпрессору двигателя внутреннего сгорания с возвратно-поступательными поршнями. Раскрыт подшипниковый узел 40 турбокомпрессора для раздельного турбокомпрессора для двигателя 1, в котором ключевые вращающиеся части 15, 10r, 20r опираются с возможностью вращения на пару разнесенных в пространстве подшипников 16, 17, расположенных в отверстии трубчатого корпуса 30b подшипника, образующего часть подшипникового узла 30.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для крепления подшипников и регулирования вибраций вала как в высокооборотных устройствах, например турбинах, так и в низкооборотных, например инкубаторах. В устройстве стенки (1) опоры разрезаны в радиальном направлении к валу (2), образуя упругие консоли (3), свободные концы которых формируют отверстие для подшипника. Сами же разрезы при этом образуют полости (4), в которых установлены нагреватели (7) и которые заполнены газом (5), жидкостью или другим материалом, оказывающим давление на консоли (3) под воздействием температуры нагревателей (7), управляемых при помощи датчиков (6) колебаний, установленных на этой же опоре. Способ регулирования колебаний вала (2) осуществляется созданием в стенках (1) опоры вокруг вала (2), за счет увеличения давления в полостях, подвижных зон повышенной жесткости, которые по показаниям датчиков (6) колебаний устанавливаются в направлении наибольшей амплитуды колебаний. Технический результат: создание устройства и способа крепления вращающегося вала, позволяющего регулировать его колебания за счет создания в опоре вокруг этого вала зон с различной жесткостью. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в подшипниковых узлах насосов, турбин, компрессоров. Упорный подшипник скольжения ротора насоса включает установленные в корпусе с обеих сторон упорного диска ротора насоса опорные обоймы, состоящие из основания, сепаратора, ограничивающего перемещение сегментов в тангенциальном направлении, установленных в него сегментов, имеющих осевой упор, пружин, индивидуально поджимающих каждый сегмент к упорному диску индивидуальной пружиной через подвижное сферическое шарнирное соединение с возможностью передачи усилия в центр давления гидродинамического клина при любом характере вращения упорного диска ротора, включая прецессию. Технический результат: формирование устойчивого масляного гидродинамического клина и снижении контактных напряжений в паре «вкладыш - сферический упор» за счет увеличенной площади контакта, и следовательно, и повышение ресурса подшипника. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх